電子發(fā)燒友網報道（文/梁浩斌）剛剛過去的2024年里，第三代半導體迎來了更大規(guī)模的應用，在清潔能源、新能源汽車市場進一步滲透的同時，數(shù)據(jù)中心電源、機器人、低空經濟等應用的火爆，也給第三代半導體行業(yè)帶來更大的未來增長空間。但與此同時，碳化硅產業(yè)在經歷了過去幾年的大規(guī)模擴產后，2024年大量產能落地，而需求增長不及預期，產業(yè)加速進入了淘汰賽階段。

過去一年，第三代半導體產業(yè)中發(fā)生了不少大事件，有并購，有技術突破，但相比2023年的全面擴張，去年卻有一些三代半企業(yè)沒有熬過去。下面我們就來盤點一下2024年全球碳化硅、氮化鎵產業(yè)發(fā)生的十大事件。

兩家美國垂直GaN初創(chuàng)公司倒閉

2024年1月，電子發(fā)燒友網曾報道專注于垂直GaN器件的美國GaN IDM初創(chuàng)公司NexGen Power Systems破產倒閉；2個月后，另一家位于美國紐約州的垂直GaN器件公司Odyssey也宣布變賣旗下的晶圓廠資產，并在出售資產后解散公司。這兩家公司此前都擁有自己的晶圓廠，并都推出了性能指標亮眼的垂直GaN器件工程樣品，但都倒在了量產前的道路上。

相比橫向的硅基GaN或是SiC基GaN器件，垂直GaN器件由于需要采用GaN襯底同質外延層，具有更低的位錯密度，器件可靠性高，性能也更高。2023年，國內的氮化鎵IDM廠商譽鴻錦曾發(fā)布了三款GaN SBD產品，采用垂直結構。

不過當前GaN單質襯底成本極高，盡管在學術上已經有一些不需要GaN襯底的垂直GaN器件制造方法，比如去年2月北京理工大學和北京大學的合作團隊開發(fā)了一種使用超薄AlGaN緩沖層，基于SiC襯底的垂直GaN SBD器件。因此整體成本難以控制，無法實現(xiàn)商業(yè)化，或許是兩家公司商業(yè)上失敗的重要原因。

PI收購Odyssey全部資產

前面提到在去年3月宣布出售資產并解散公司的垂直GaN器件公司Odyssey，在2個月后終于找到買家。PI在去年5月7日宣布收購Odyssey的全部資產，在交易完成后，Odyssey的所有關鍵員工都將加入PI的技術部門。

PI技術副總裁 Radu Barsan博士表示：“我們的目標是將經濟高效的高電流和高電壓GaN技術商業(yè)化，以支持目前由碳化硅提供的更高功率應用，憑借GaN的基本材料優(yōu)勢，以更低的成本和更高的性能實現(xiàn)這一目標。而Odyssey團隊在高電流垂直GaN方面的經驗將增強并加速這個進程。”


功率GaN進入1700V時代

GaN行業(yè)一直在布局更高耐壓的功率GaN器件，以將GaN推廣至更多應用領域。在過去幾年的發(fā)展中，1200V的GaN HEMT器件已經實現(xiàn)量產，而去年更高耐壓的1700V GaN HEMT也開始出現(xiàn)。

去年，致能科技團隊與西安電子科技大學廣州研究院/廣州第三代半導體創(chuàng)新中心郝躍院士、張進成教授團隊等合作攻關，采用致能科技的薄緩沖層AlGaN/GaN外延片，基于廣州第三代半導體創(chuàng)新中心中試平臺，成功在6英寸藍寶石襯底上實現(xiàn)了1700V GaN HEMTs器件。相關研究成果于2024年1月發(fā)表于IEEE Electron Device Letters期刊。

到了去年11月，PI在業(yè)界首次推出了InnoMux-2系列1700V氮化鎵開關IC，采用公司專有的PowiGaN?技術制造而成，可在反激設計中輕松支持1000VDC額定輸入電壓，并在需要一個、兩個或三個供電電壓的應用中實現(xiàn)90%以上的效率。每路輸出的調整精度都控制在1%以內，無需后級穩(wěn)壓器，并將系統(tǒng)效率進一步提高了約10%。PI表示，在汽車充電樁、太陽能逆變器、三相電表和各種工業(yè)電源系統(tǒng)等電源應用中，這種新型器件可取代昂貴的碳化硅晶體管。

比亞迪新建碳化硅工廠產能規(guī)模將成為全球第一

去年6月，比亞迪品牌及公關處總經理李云飛透露，比亞迪新建碳化硅工廠將成為行業(yè)最大的工廠，該工廠將會在今年下半年投產，產能規(guī)模全球第一，是第二名的十倍。

雖然沒有提到碳化硅工廠主要是晶圓還是模塊，不過目前來看比亞迪需求量最大的應該是SiC功率模塊。去年北京車展期間，比亞迪就展出了1200V 1040A SiC功率模塊，采用雙面銀燒結等先進工藝。

在碳化硅領域，比亞迪也實現(xiàn)了全產業(yè)鏈布局，此前在比亞迪半導體的招股書中就有透露擬建設年產能24萬片的SiC晶圓產線，投資7.36億元，擬募集資金3.12億元。而SiC MOSFET方面，比亞迪由于有IGBT等功率器件設計的基礎，早在2018年比亞迪就宣布成功研發(fā)SiC MOSFET產品了。2020年底，比亞迪透露其SiC MOSFET產品已經迭代至第三代，第四代正在開發(fā)中。

英飛凌啟用世界最大SiC晶圓廠

去年8月，英飛凌宣布其位于馬來西亞的新工廠一期項目正式啟動運營，這是一座高效的8英寸碳化硅功率半導體晶圓廠，一期項目投資額高達20億歐元，重點生產碳化硅功率半導體，同時也涵蓋部分氮化鎵外延生產。

英飛凌這次投產的工廠是居林工廠第三廠區(qū)的一期項目，在目前已經完成的一期項目之后，還將會有第二期項目的擴建，投資額相比第一期更高，高達50億歐元。在二期項目建成后，將成為全球規(guī)模最大且最高效的8英寸碳化硅功率半導體晶圓廠。

英飛凌在官網透露，居林工廠第三廠區(qū)已經獲得了總價值約 50 億歐元的設計訂單，并且收到了來自新老客戶約 10 億歐元的預付款。據(jù)稱這些設計訂單來自包括汽車行業(yè)的六家整車廠以及可再生能源和工業(yè)等不同領域客戶。

不過，在去年11月發(fā)布的財報中，英飛凌表示將推遲馬來西亞居林工廠二期建設，并將在2025財年減少10%的投資。這也反映出當前SiC市場需求增長正在放緩，英飛凌認為2025年汽車產量將持平，并且中國以外的地區(qū)也將表現(xiàn)疲軟。

Wolfspeed擱置德國SiC工廠建設計劃

去年10月，有消息稱采埃孚退出了與Wolfspeed的合資企業(yè)，Wolfspeed原定于德國薩爾州投資30億美元建設世界上最大和最先進的200毫米SiC晶圓工廠，但據(jù)當?shù)毓賳T表示，該工廠項目已無限期擱置。

在2023年，德國Tier1巨頭采埃孚與Wolfspeed宣布建立戰(zhàn)略合作伙伴關系，其中包括在德國建設SiC晶圓工廠以及建立聯(lián)合創(chuàng)新實驗室。去年6月，由于歐洲和美國電動汽車市場疲軟，Wolfspeed削減了資本支出，推遲德國建廠計劃，轉為專注于提高美國紐約工廠的產量。

不過公司發(fā)言人表示，德國建廠的計劃并未完全取消，公司仍在尋求融資，預計最早到2025年中才會開工建設。

但Wolfspeed在過去一年里的資本市場表現(xiàn)較差，財報表現(xiàn)不佳，股價跌幅超過85%，未來資本支出還能否持續(xù)還存在很大疑問。

SiC襯底進入12英寸時代

去年11月的德國慕尼黑半導體展上，天岳先進發(fā)布了行業(yè)首款300mm（12英寸）碳化硅襯底。天岳先進表示，通過增加300mm碳化硅襯底產品，打造了更多的差異化的產品系列，并在產品品質、性能等方面滿足客戶多樣化的需求。

博雅新材在去年3月也展示過12英寸的碳化硅晶錠；去年12月31日，中電科半導體材料有限公司所屬山西爍科晶體有限公司也宣布成功研制出12英寸（300mm）高純半絕緣碳化硅單晶襯底，并同期研制成功12英寸N型碳化硅單晶襯底。

300mm碳化硅襯底材料，能夠進一步擴大單片晶圓上可用于芯片制造的面積，大幅提升合格芯片產量。在同等生產條件下，顯著提升產量，降低單位成本，進一步提升經濟效益，為碳化硅材料的更大規(guī)模應用提供可能。

安森美收購Qorvo旗下United SiC

安森美在去年12月10日宣布，已經與Qorvo達成協(xié)議，以1.15億美元現(xiàn)金收購其碳化硅結型場效應晶體管(SiC JFET) 技術業(yè)務及其子公司United Silicon Carbide（UnitedSiC）。安森美預計交易將在2025年第一季度完成，同時這也意味著Qorvo即將退出SiC市場。

近幾年Qorvo在碳化硅領域推出不少具有亮點的新品，并且應用涵蓋數(shù)據(jù)中心到電動汽車。今年一季度Qorvo的財報中還顯示，SiC功率器件產品已經獲得來自AI服務器和數(shù)據(jù)中心應用的數(shù)百萬美元訂單。

去年一整年伴隨AI的火爆，數(shù)據(jù)中心算力大增也帶動了高功率密度電源的需求，三代半的應用導入加速，各大廠商都推出了相關的方案。

官宣收購UnitedSiC后，安森美表示，這次收購將補足安森美廣泛的EliteSiC電源產品組合，使其能應對人工智能（AI）數(shù)據(jù)中心電源AC-DC段對高能效和高功率密度的需求，還將加速安森美在電動汽車斷路器和固態(tài)斷路器(SSCB)等新興市場的部署。

對于安森美而言，UnitedSiC的SiC JFET技術不適合于電動汽車等大功率應用，但在可靠性和低導通損耗上有一些優(yōu)勢，與數(shù)據(jù)中心的中小功率電源應用較為匹配。

世紀金光破產清算

去年12月，有報道稱全國企業(yè)破產重整案件信息網顯示，11月19日北京市第一中級人民法院受理了北京世紀金光半導體有限公司破產清算案件，世紀金光破產的消息迅速在三代半產業(yè)人士中發(fā)酵。

世紀金光成立于2010年，曾是國內最早的SiC IDM企業(yè)之一，從材料到襯底、外延，再到晶圓制造和器件模塊封裝，實現(xiàn)全產業(yè)鏈布局。

在2021年，世紀金光與浙江金華簽署了投資協(xié)議，預計投資35億元，建設年產22萬片的6-8英寸SiC芯片產線，項目分三期完成建設，達產后可實現(xiàn)年產值約40億元。

在去年年中，有博主發(fā)現(xiàn)世紀金光在企業(yè)信用查詢系統(tǒng)中出現(xiàn)數(shù)十起訴訟案，并有企業(yè)高管被限制高消費。

作為一家成立了14年的公司，并且是國內較早進入SiC領域的公司，世紀金光經歷了至少5輪融資，最后依然以破產清算收場，這也給行業(yè)敲響了警鐘。

英諾賽科成為國內GaN第一股

去年12月30日，趕上2024年的尾巴，國內功率GaN大廠英諾賽科正式在香港聯(lián)合交易所主板掛牌上市，這也是國內第一家成功上市的功率GaN公司。

英諾賽科是全球首家實現(xiàn)量產8英寸硅基氮化鎵晶圓的公司，也是唯一具備產業(yè)規(guī)模提供全電壓譜系的硅基氮化鎵半導體產品的公司。其產品包括氮化鎵晶圓、氮化鎵分立器件、氮化鎵集成電路及氮化鎵模組等。按收入計，在2023年全球所有氮化鎵功率半導體公司中，英諾賽科排名第一，市場份額為33.7%。

2023年，英諾賽科的全球市場收入為人民幣592.7百萬元，中國市場收入為人民幣534.8百萬元，分別占全球功率半導體市場及中國功率半導體市場的0.2%及 0.4%。

根據(jù)招股書，英諾賽科本次上市募集資金主要將用于擴大產能等用途，包括60%募集資金用于擴大8英寸GaN晶圓產能，未來五年將從每月1.25萬片增加至每月7萬片8英寸GaN晶圓。另外20%募集資金還將用于研發(fā)及擴大產品組合，提高GaN產品在終端市場的滲透率。